,第1至第N-1个整流滤波电路3的 输出负端分别与行波管的N-1个收集极相连,第N个整流滤波电路3的输出负端接行波管 的阴极,用于采集行波管的阴极和N-1个收集极电压的电压取样电路4的输出端与初级电 压变换器1的反馈信号输入端相连,如图1所示。
[0021] 如图2所示,所述初级电压变换器1包括MOS管Q1,其漏极分别接初级电源的正极 和MOS管Q3的漏极,MOS管Q1的源极分别与电容C3、MOS管Q2的漏极相连,电容C3的另 一端与谐振电感L1的一端相连,谐振电感L1的另一端接多绕组高压变压器T1的初级线圈 N。的一端,MOS管Q3的源极分别与MOS管Q4的漏极、多绕组高压变压器T1的初级线圈N。 的另一端相连,MOS管Q2的源极、MOS管Q4的源极均接初级电源的负极,储能电容C1、C2均 跨接在MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的源极之间,MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极均与MOSFET 驱动及取样电压处理电路2的输出端相连,MOSFET驱动及取样电压处理电路2的输入端与 电压取样电路4的输出端相连。MOSFET驱动及取样电压处理电路2输出四路驱动信号,分 别为DRV1、DRV2、DRV3和DRV4,四路驱动信号依次连接到M0S管Ql、Q2、Q3、Q4的栅极,外 部取样信号1,取样信号2,……,取样信号N-1和阴极取样送入MOSFET驱动及取样电压处 理电路2。
[0022] 整个初级电压变换器1的作用是实现DC-AC电压变换,采用全桥(小功率时可用 半桥)串/并联谐振或全桥移相PWM实现,M0S管Q1?Q4在MOSFET驱动及取样电压处理 电路2的作用下,根据驱动控制芯片的工作方式,依次导通,在变换器的初级回路中,初级 电源、M0S管Ql、Q2、Q3、Q4、谐振电感L1、电容C3、多绕组高压变压器T1初级形成谐振,产 生一个脉冲电压,通过多绕组高压变压器T1的电压变换,在次级各绕组上形成脉冲电压, 初级电源为直流电源,由外部提供,负责初级变换器的直流电源供应。
[0023] 如图3所示,所述多绕组高压变压器T1采用高y值铁氧体或超微晶磁芯材料,N 个次级线圈分段绕制。多绕组高压变压器T1的初级线圈队由一个或多个绕组构成,初级 线圈队可以串联也可以并联;次级线圈的个数取决于降压收集极行波管的收集极数量,如 果有N-1个收集极,则次级有N个绕组,分别为Nl、N2、……,Nn(n=N),各个绕组分别与 整流滤波1,整流滤波2,……,整流滤波N连接。多绕组高压变压器T1根据初级线圈N。和 次级线圈N1?Nn的变比,将初级的电压在次级绕组上提升至不同的电压。
[0024] 如图4所示,所述N个整流滤波电路3的结构相同,整流滤波电路3包括整流二极 管VI,其阴极与多绕组高压变压器T1的其一次级线圈的一端相连,其阳极分两路输出,一 路作为整流滤波电路3的输出负端,另一路与整流二极管V3的阳极相连,整流二极管V3的 阴极分别与整流二极管V4的阳极、多绕组高压变压器T1的其一次级线圈的另一端相连,整 流二极管V4的阴极分两路输出,一路与整流二极管V2的阴极相连,另一路作为整流滤波电 路3的输出正端,整流二极管V2的阳极与整流二极管VI的阴极相连,高压滤波电容C4、C5 均跨接在整流滤波电路3的输出正端和输出负端之间。高压滤波电容的具体个数,根据输 出电源的功率和电压值确定。
[0025]将多绕组高压变压器T1的次级某个绕组高频交流电压进行整流和滤波后,形成 上负下正的电源,整流二极管VI、V2、V3、V4组成全桥整流电路,高压滤波电容C4、C5对整流 后的电压进行滤波和储能,减小电压脉动和纹波,为负载提供脉冲电流。各整流滤波电路的 连接如图1所示,整流滤波电路1,整流滤波电路2,……,整流滤波电路N串联后形成行波 管阴极电压。行波管各收集极电压由整流滤波电路叠加后形成,其中收集极1电压,即收集 极1相对阴极的电压,由整流滤波电路2,整流滤波电路3,……,整流滤波电路N串联后提 供;收集极2电压,即收集极2相对阴极的电压,由整流滤波电路3,整流滤波电路4,……, 整流滤波电路N串联后提供;收集极N-1电压,即收集极N-1相对阴极的电压,由整流滤波 电路N提供。多绕组高压变压器T1的次级绕组的总匝数根据初次级的电压比决定,多绕组 高压变压器T1的匝比n为:
[0026] n = V0/(ViXM)
[0027]式中:%为输出电压;Vi为输入电压;M为输出电压变换比。
[0028]由于行波管工作时,其阴极电压的纹波和稳定度最为关键,决定整个发射机(放 大器)的性能,因此必须保证其值在行波管工作比发生变化时,仍能够保持一定的稳定度, 因此电源的闭环取样电路采用电阻分压器来对阴极电压进行取样,如图5所示。行波管收 集极电压相比阴极电压,其稳定度和纹波可以低一个数量级,因此在负载工作比发生变化 时,阴极电压保持不变,此时即使收集极电压会有一些变化,仍能满足系统的要求。
[0029]如图5所示,所述电压取样电路4由N个高压电阻分压器组成,每个高压电阻分压 器均由一个高压端电阻和一个低压端电阻串联组成,第1至第N个高压电阻分压器的高压 端电阻分别与行波管的阴极、N-1个收集极相连,第1至第N个高压电阻分压器的低压端电 阻均与行波管的管体相连。
[0030]电压取样电路4的作用是对各级电压进行分压取样,送给图2的MOSFET驱动及取 样电压处理电路2进行处理,每个高压电阻分压器由两个电阻一一低压端电阻和高压端电 阻串联组成,电阻R11和电阻R12组成一个高压电阻分压器,电阻R21和电阻R22组成一个 高压电阻分压器,电阻Rnl和电阻Rn2组成一个高压电阻分压器,其中电阻R11、R21、......、 Rnl为高压电阻分压器的低压端电阻,电阻R12、R22、......、Rn2为高压电阻分压器的高压 端电阻,低压端电阻接管体即地,高压端电阻接行波管的阴极和各个收集极,其中阴极电压 取样作为初级电压变换器1的电压反馈信号,当阴极电压发生变化时,取样电压相应发生 变化,通过该电压可以调节驱动信号的脉宽或频率,控制MOSFET(或者IGBT、SCR)开关的导 通时间,由此来调节阴极输出电压,保持输出电压的稳定。
[0031]为了保证行波管的各收集极电压在规定的范围内工作,需要对收集极的各级电压 进行取样,进行判断。由于电压取样1?电压取样N-1是对地取样,而收集极电压是相对阴 极的电压,因此对地取样的值不是收集极1?收集极N-1的取样电压,实际的收集极取样电 压是阴极对地取样电压与收集极对地取样的差值,所以各种取样电压都必须送入图2所示 的MOSFET驱动及取样电压处理电路2进行处理。
[0032] 如图6所示,所述MOSFET驱动及取样电压处理电路2包括取样电压处理电路和收 集极取样电压获取电路,取样电压处理电路包括电阻R1,其一端与电压取样电路4的取样 信号输出端相连,另一端与射极跟随器N1A的3脚相连,电阻R1通过电容C1接地,射极跟 随器N1A的2脚与其1脚相连,其1脚通过电阻R3与反向电压放大器的输入端相连,所述 反向放大器由电阻R5、电阻R6、电阻R7和运放N1B组成,电阻R3通过电阻R5与运放N1B 的6脚相连,运放N1B的5脚通过电阻R6接地,电阻R7跨接在运放N1B的6、7脚上,运放 N1B的7脚与电阻R8的一端相连,电阻R8的另一端作为取样电压处理电路的输出端,射极 跟随器N1A和运放N1B均采用LM1